By thediylife in Circuits
在这个 Instructable 中，我将向您展示如何建造自己的悬挂式气象站，该气象站由激光切割胶合板零件制成。步进电机驱动每个齿轮，Arduino使用DHT11 传感器进行温度和湿度测量，然后移动步进电机以显示测量值。
气象站由两条腿和一个平坦的底座支撑，非常适合站在桌子、架子或边桌上。
DHT 传感器的相对湿度范围为 20-95%，可以测量 0 到 50 摄氏度之间的温度。我设计了适用于整个湿度范围和负温度测量范围的齿轮，因此如果您想将传感器放在室外测量室外温度，您可以轻松使用不同的传感器。
需要的材料
要制作您的气象站，您需要：
- 3 毫米胶合板
- Arduino Pro Micro
- 2 x 28BYJ 48 步进电机和 ULN2003 驱动器
- 4 x M3 x 10mm 机械螺丝和螺母
- DHT11 温湿度传感器
- 10K 电阻器
- 4×6 厘米原型 PCB
- 公头针
- 母头销
步骤 1：激光切割 MDF 组件
我从文字开始，然后切割齿轮，然后雕刻和切割面板，最后切割剩余的组件。
在雕刻或切割时，我总是在胶合板上使用遮蔽胶带，这样烟雾就不会在表面留下痕迹。
零件切割需要用到激光切割机。如果您没有激光切割机，则可以使用您附近的切割服务来为您切割零件。
注：文末附设计图（.lcp格式），可能须根据实际使用材料种类及尺寸进行修改后才可使用。
步骤2：安装步进电机并组装驱动齿轮
接下来，使用每个电机的两个 M3 x 10mm 机械螺钉将两个步进电机固定到前板上。
还使用一些木胶将带有电机切口的支架支撑板粘在前板的背面。这可以稍后完成，但最容易在安装电机之前完成，因此当您将其粘合到位时，它们不会妨碍您。
接下来组装你的驱动齿轮。将您的齿轮片堆叠到伺服系统上，每个齿轮片之间涂上一滴木胶。从带有孔的圆盘开始，然后是齿轮。然后，您需要在齿轮和前盘之间添加一个小垫片，以便为齿轮自由移动创造一些空间。我使用平垫圈作为每个的垫片。
步骤3：组装电子设备
现在让我们把电子元件放在一起。
该电路非常简单，包括从数字 IO 引脚 2 到 9 到两个步进驱动器的基本连接，然后是 DHT11 传感器和数字 IO 引脚 10 之间的连接。您还需要将电源连接添加到传感器和步进器驱动器以及连接到引脚 10 和 5V 之间的 10k 电阻器。
我将接头引脚连接和 DHT 传感器组装到 4x6cm 原型 PCB 上，以便 Arduino 和步进电机驱动器可以插入其中。
然后我制作了一些杜邦连接器电缆来连接 PCB 和步进电机驱动器。您也可以使用跳线或创建自己的接头电缆。
步骤 4：安装电子元件
我用胶枪将 Arduino PCB 粘在气象站的背板上，将两个步进电机驱动器粘在两侧的支架上。这最好为组件之间以及步进电机之间的接线留出足够的空间。
一旦将电子设备粘合到位，我们就可以使用木胶组装气象站的其余部分。
步骤 5：完成气象站的组装
将两条腿粘在底座上，然后将前板添加到腿上。
最后，将背板粘到位并让胶水干燥。确保 Arduino 的微型 USB 端口面向气象站的底部。
一旦胶水变干，将步进电机插入驱动器，然后使用您制作的电缆将驱动器连接到您的 Arduino。尝试将电缆塞入其中，使其不会从底部伸出或从背面区域的顶部伸出。
如果您想关闭顶部，请使用从支撑架板上切下的部分。在测试步进驱动器和连接之前不要将其粘贴到位，因为您可能需要再次访问电缆以进行更改。
将您的微型 USB 电缆插入气象站的底部，您就可以上传代码了。
步骤 6：对 Arduino 进行编程
代码非常简单。我不打算在这里详细解释代码。
在代码中，我们创建一个传感器对象，创建所需的变量，然后定义电机和传感器引脚。
设置功能启动串行通信，设置引脚模式，并连接到 DHT11 传感器。
循环功能从 DHT11 传感器获取测量值，将这些测量值显示在串行监视器上，然后计算步数和移动每个步进电机的方向以指示测量值。然后代码在重复循环之前至少等待 5 秒。
还有一个由主循环调用的附加函数，它为每个电机提供步数和方向，然后执行运动。
步骤7：设置和使用气象站
在上传代码之前，将两个齿轮放在电机上，将它们设置为指示代码中最初设置的值，在我的代码中这些值是 25°C 和 50% 的湿度。
然后您可以上传代码。
如果您打开串行监视器，您将看到传感器进行的第一次测量，然后电机将开始移动齿轮以从初始值获得这些值。
移动完成后，您应该会看到第二组值，然后齿轮可能会再次移动。
传感器读数通常需要几分钟才能稳定下来，然后您将获得更一致的数据和更少的齿轮移动。
如果您发现您的显示值与串口监视器中显示的值不一样，请先检查您的电机运动方向是否正确，然后检查您的初始值是否正确，最后，您可能需要调整步数每度或百分比值，以校准您的气象站。
注：本文经翻译并转载，若部分翻译有误，请谅解。
来源：https://www.instructables.com
